У касмічнай оперы Фрэнка Герберта «Выдмыны» каштоўнае прыроднае рэчыва пад назвай «сумесь спецый» надзяляе людзей здольнасцю перамяшчацца па велізарным сусвеце, каб стварыць міжзоркавую цывілізацыю. У рэальным жыцці на Зямлі група прыродных металаў, якія называюцца рэдказямельнымі элементамі, зрабіла магчымымі сучасныя тэхналогіі. Попыт на гэтыя ключавыя кампаненты амаль усіх сучасных электронных вырабаў рэзка расце.
Рэдказямельныя элементызадавальняюць тысячы розных патрэб — напрыклад, цэрый выкарыстоўваецца ў якасці каталізатара для перапрацоўкі нафты, у той час якгадалінійзахоплівае нейтроны ў ядзерных рэактарах. Але найбольш прыкметная здольнасць гэтых элементаў заключаецца ў іх люмінесцэнцыі і магнетызме.
Мы выкарыстоўваем рэдказямельныя элементы, каб афарбоўваць экран нашага смартфона, выкарыстоўваць флуарэсцэнцыю для праверкі сапраўднасці еўрабанкнот і перадаваць сігналы на марскім дне праз валаконна-аптычныя кабелі. Яны таксама неабходныя для вырабу адных з самых моцных і надзейных магнітаў у свеце. Яны генеруюць гукавыя хвалі ў вашых навушніках, паляпшаюць лічбавую інфармацыю ў космасе і змяняюць траекторыю палёту цеплавых пошукавых ракет. Рэдказямельныя элементы таксама спрыяюць развіццю зялёных тэхналогій, такіх як ветраэнергетыка і электрамабілі, і нават могуць ствараць новыя кампаненты квантавага кампутара. Стывен Бойд, хімік-сінтэтык і незалежны кансультант, сказаў: «Гэты спіс бясконцы. Яны паўсюль».
Рэдказямельныя элементы адносяцца да лантанідаў лютэцыя і 14 элементаў паміж лантанам іітрый, якія часта сустракаюцца ў тым жа радовішчы і маюць хімічныя ўласцівасці, падобныя да лантанідаў. Гэтыя металы шэрага або серабрыстага колеру звычайна валодаюць пластычнасцю і высокімі тэмпературамі плаўлення і кіпення. Іх сакрэтная сіла заключаецца ў іх электронах. Усе атамы маюць ядро, акружанае электронамі, якія знаходзяцца ў вобласці, якая называецца арбітай. Электроны на арбіце, найбольш далёкай ад ядра, — гэта валентныя электроны, якія ўдзельнічаюць у хімічных рэакцыях і ўтвараюць сувязі з іншымі атамамі.
Большасць лантанідаў маюць яшчэ адну важную групу электронаў, якая называецца «f-электронамі», якія знаходзяцца ў залатой зоне паблізу валентнага электрона, але крыху бліжэй да ядра. Ана дэ Бетанкур Дыяс, хімік-арганіст з Універсітэта Невады ў Рэно, сказала: «Менавіта гэтыя f-электроны абумоўліваюць магнітныя і люмінесцэнтныя ўласцівасці рэдказямельных элементаў».
Рэдказямельныя элементы — гэта група з 17 элементаў (пазначаны сінім колерам у перыядычнай табліцы). Падмноства рэдказямельных элементаў называецца лантанідамі. (лютэцый, Лу, а таксама лінія, якую ўзначальваелантан, La). Кожны элемент мае абалонку, якая звычайна змяшчае f-электронаў, што надае гэтым элементам магнітныя і светлавыя ўласцівасці.
Час публікацыі: 05 ліпеня 2023 г.